針對谷物水分傳感器平行極板探頭安裝難度大、高水分測量精度低等問題，將平行極板探頭結(jié)構(gòu)改進成為平面極板探頭結(jié)構(gòu)，并且通過增加保護極板減小干擾和雜散電容的影響，提出影響傳感器敏感性、精度的平面極板探頭的幾個參數(shù)，采用有限元分析方法較分析了探頭的電場分布和電容。根據(jù)能量的分布得到谷物測量深度、平面極板探頭電容值同其驅(qū)動極寬與兩感應極板間距（極距）之比的關(guān)系，當二者之比等于0.9時即為平面極板探頭的優(yōu)化尺寸。試驗結(jié)果表明，該傳感器測量含水率的誤差在±1.5%范圍內(nèi)，測量含水率范圍可達到6%-36%，測量溫度范圍-10-80℃。優(yōu)化的平面極板探頭提高了測量精度，降低了安裝難度。

　　安全儲藏是關(guān)系到國計民生的重大戰(zhàn)略問題，它直接影響到糧食質(zhì)量和糧食的市場生命力。谷物收獲時一般含水率較高，容易造成谷物發(fā)熱、發(fā)酵、變質(zhì)和發(fā)芽率下降。為了確保谷物安全貯存，必須將收獲后的谷物及時干燥，將谷物水分降至安全貯藏標準。

　　作為谷物水分傳感器重要部分的探頭技術(shù)發(fā)展相對較慢。目前電容式谷物傳感器的探頭主要有2種型式：圓筒型和平行極板型。圓筒型探頭是同心圓柱型的，它需要垂直接入或嵌入干燥機谷物流道中，占用較大的高度空間，迫使干燥機加高，增加設(shè)備的體積和投資，現(xiàn)有干燥機加裝時往往高度不夠。此外，它內(nèi)部的間斷啟閉采樣裝置也有堵塞或出現(xiàn)機械故障的危險。國內(nèi)曾經(jīng)研制過一種連續(xù)流動無啟閉采樣的裝置，但要求通過圓筒的谷物流量小要達到6t/h，這在很多干燥機上是無法實現(xiàn)的。平行極板探頭由2塊平行極板構(gòu)成，若應用在谷物干燥裝置上在線測量谷物水分，則要求谷物從極板間流過，安裝將十分困難。為了提高傳感器的靈敏度，不得不加大傳感器的初始電容值。這通常靠加大極板相對面積來實現(xiàn)，因此用于對傳感器體積有特殊要求的場合則受到了限制。如果靠減小傳感器極板間距來保證靈敏度，則傳感器的量程又受到直接限制。

　　針對谷物水分傳感器平行極板探頭安裝難度大、高水分測量精度低等問題，對在線式谷物水分傳感器的探頭進行了改進，研究設(shè)計了電容式谷物水分傳感器平面探頭，提出了平面極板探頭結(jié)構(gòu)的二維模型和設(shè)計參數(shù)，并采用有限元法分析了平面極板探頭的電場強度和電場能量的分布規(guī)律，在此基礎(chǔ)上給出了平行極板探頭設(shè)計尺寸的優(yōu)選方案。
由于電容式傳感器的初始電容量很小，而且寄生電容較大，使得傳感器工作很不穩(wěn)定，影響測量精度，必須設(shè)法消除寄生電容對傳感器的影響。以提高水分測量精度，降低安裝難度為目的，根據(jù)電容傳感器的特點，從傳感器探頭出發(fā)，對探頭的結(jié)構(gòu)和周邊電場進行了深入研究，優(yōu)化了傳感器探頭。當平面極板探頭的驅(qū)動極寬與兩感應電極的間距比d/q=0.9時即為探頭的*尺寸。與傳統(tǒng)的傳感器探頭相比，減少了雜散電容及其他干擾的影響。以小麥、玉米、水稻作為谷物樣本，經(jīng)過多次重復試驗，測量了小麥、水稻、玉米在不同溫度的含水率，試驗研究表明該傳感器測量含水率的誤差在±1.5%范圍內(nèi)，測量含水率范圍可達到6%-36%，測量溫度范圍-10-80℃。